9789006078787 inkijkexemplaar by ThiemeMeulenhoff

Bundels voor al je vakken bestel je op

examenbundels - zelfstandig voorbereiden op het examen - examen voorbereiden op basis van persoonlijk studieadvies - stapsgewijs toewerken naar het examenniveau - oefenen met recente examens vwo Duits

vwo wiskunde B

vwo Engels

vwo wiskunde C

vwo Frans

vwo aardrijkskunde

vwo Nederlands

vwo economie

vwo biologie

vwo geschiedenis

vwo natuurkunde

vwo m&o

vwo scheikunde

vwo maatschappijwetenschappen

vwo wiskunde A

www.samengevat.nl

samengevat

www.examenbundels.nl

Meer kans van slagen met de Examenbundel! De Examenbundel bevat oefenexamens met uitleg bij de antwoorden, zodat je leert tijdens het oefenen. De bundel is speciaal samengesteld voor dit schooljaar, dus je oefent altijd de juiste stof. Test je kennis met de Oriëntatietoets en kijk voor meer tips om te slagen op www.examenbundel.nl.

vwo

examenbundel + samengevat = jouw succesformule

scheikunde

samengevat

Engels in de praktijk

vwo natuurkunde

Duits in de praktijk

vwo scheikunde

Frans in de praktijk

vwo wiskunde A

Engels/Duits/Frans in de praktijk zijn theorieboekjes die geworteld zijn in de praktijk. Met een compacte uitleg van grammatica en vele voorbeeldzinnen.

vwo wiskunde B

vwo geschiedenis

• • SLU I

vwo m&o

LE VOL DIG VERN IE

EXAMEWD N P RO G R

A MM A

•••••• 9789006078787_SG_vSch_OS.indd 1

N OP •

vwo economie

vwo aardrijkskunde

••

vwo wiskunde C

••

vwo biologie

Meer kans van slagen met Samengevat! Samengevat biedt je een helder en beknopt overzicht van alle examenstof.

scheikunde

- schematisch overzicht van alle examenstof - beknopte en heldere uitleg - snel en overzichtelijk door te nemen en te herhalen - het perfecte uittreksel

10/04/17 11:18

VW.indd 1

4/06/15 11:08

www.samengevat.nl

vwo

scheikunde

dr. J.R. van der Vecht drs. E.J. Gijben

VW.indd 1

4/06/15 11:08

omslagfoto: ANP - Science Photo Library - Alfred Pasieka Model van de buckyball, een derde vorm van koolstof, naast grafiet en diamant. Naast deze balvorm van koolstof komen ook elliptische en buisvormige koolstofmoleculen voor die samen fullerenen worden genoemd en veelbelovende structuren bezitten voor toepassingen in de nanotechnologie. (In 1996 ontvingen de Amerikanen Richard Smalley en Robert Curl samen met de Engelsman Harry Kroto de Nobelprijs voor de ontdekking van de buckyball.)

Over ThiemeMeulenhoff ThiemeMeulenhoff ontwikkelt zich van educatieve uitgeverij tot een learning design company. We brengen content, leerontwerp en technologie samen. Met onze groeiende expertise, ervaring en leeroplossingen zijn we een partner voor scholen bij het vernieuwen en verbeteren van onderwijs. Zo kunnen we samen beter recht doen aan de verschillen tussen lerenden en scholen en ervoor zorgen dat leren steeds persoonlijker, effectiever en efficiënter wordt. Samen leren vernieuwen. www.thiememeulenhoff.nl ISBN 978 90 06 07878 7 Vijfde druk, vierde oplage, 2017 © ThiemeMeulenhoff, Amersfoort, 2015 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door foto kopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j° het Besluit van 23 augustus 1985, Stbl. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie (PRO), Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp (www.stichting-pro.nl). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet) dient men zich tot de uitgever te wenden. Voor meer informatie over het gebruik van muziek, film en het maken van kopieën in het onderwijs zie www.auteursrechtenonderwijs.nl. De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die des ondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden.

Deze uitgave is volledig CO2-neutraal geproduceerd. Het voor deze uitgave gebruikte papier is voorzien van het FSC®-keurmerk. Dit betekent dat de bosbouw op een verantwoorde wijze heeft plaatsgevonden.

VW.indd 2

10/04/17 11:22

voorwoord Beste examenkandidaat, In dit boek vind je de leerstof en de vaardigheden voor het vwo-examen scheikunde kort en systematisch weergegeven. Deze samenvatting stelt je in staat om in korte tijd grote hoeveelheden stof te herhalen en te overzien. Hoofd- en bijzaken worden onderscheiden waardoor je inzicht krijgt in de grote lijnen van de stof en in de samenhang tussen de verschillende onderwerpen. Met Samengevat bereid je je zelfstandig voor op het examen. Omdat Samengevat een uitgebreid trefwoordenÂregister bevat, is dit boek ook al bruikbaar in 4- en 5-vwo. Gecombineerd met de Examenbundel vwo scheikunde vormt deze Samengevat de beste voorbereiding op je examen. De theorie vind je in Samengevat en je oefent met de opgaven uit de Examenbundel! Samengevat en Examenbundel zijn naast elke methode te gebruiken. Heb je opmerkingen? Meld het ons via vo@thiememeulenhoff.nl

Amersfoort, juli 2015

opmerkingen Dit boekje bevat geen begrippen die uitsluitend betrekking hebben op het schoolexamen. Bij de verwijzingen naar het informatieboek BINAS is gebruik gemaakt van de zesde editie. De verschillen met de vijfde editie beperken zich in hoofdzaak tot hoofdstuk 6 (biochemie). Hoewel dit boek met de grootst mogelijke zorg is samengesteld, kunnen auteur en uitgever geen aansprakelijkheid aanvaarden voor aanwijzingen naar aanleiding van publicaties van de overheid betreffende specifieke examenonderwerpen, de hulpmiddelen die je tijdens het examen mag gebruiken, duur en datum van je examen, etc. Het is altijd raadzaam je docent of onze website www.examenbundel.nl te raadplegen voor actuele informatie die voor jouw examen van belang kan zijn.

VW.indd 3

4/06/15 11:08

hoe werk je met dit boek? In SAMENGEVAT vormen linker- en rechterbladzijde een geheel. De begrippen die links kort worden weergegeven, worden rechts nader toegelicht (door definities of voorbeeldvraagstukken). LINKERBLADZIJDE Op de linkerbladzijde staan boomdiagrammen die de onderlinge relaties van begrippen laten zien. De linkerbladzijde dient als een checklist om snel na te gaan of de genoemde onderwerpen bekend zijn. dit is het hoofdbegrip

→ chemische stoffen en milieu

cursieve tekst geeft de relatie met

→ begrippen

de volgende opsomming aan

 waterverontreiniging lozing van afvalstoffen

begrip van 1e orde, beschrijft

→  bodemverontreiniging storten van afvalstoffen;

bestrijdingsmiddelen en kunstmeststoffen van landbouw

hoofdbegrip + toelichting

 luchtverontreiniging gasvormige verbrandingsproducten  afvalverwerking afhankelijk van de mate van schadelijkheid mogelijkheden

mechanische methoden zoals het afvangen van roet begrip van 2e orde, geeft informatie →  over afvalverwerking + toelichting

 hergebruik ook terugwinning uit eindproducten  verbranding van brandbaar afval brengt vaak giftige stoffen

begrippen van de 3e

en 4e

orde

kunnen ook voorkomen

in de lucht, er blijft een vaste verbrandingsrest over

 biologische afbraak bv. door vergisting van afval  chemische behandeling bv. rookgasontzwaveling

RECHTERBLADZIJDE Op de rechterbladzijde vind je nadere informatie, die je nodig hebt als de begrippen links nog niet bekend zijn of als je die nog onvoldoende beheerst. Deze theorie vervangt voor een deel de theorie die ook in je leerboek voorkomt. hier vind je meer informatie over →

verbrandingsproducten

het begrip verbranding van links

Bij volledige verbranding van een (afval)stof ontstaan de oxiden van de elementen waaruit de stof is opgebouwd.

zo worden ook andere begrippen nader verklaard

ter toelichting kun je rechts ook voor

stof bevat

product

effect op mens en milieu

H2O

geen

CO2(g) CO(g) C(roet)

broeikaseffect zeer giftig fijn stof

SO2(g)

zure regen, giftig

N2(g) NOx(g)

geen

beelden, definities en figuren aantreffen

VW.indd 4

zure regen, giftig

4/06/15 11:08

inhoud voorwoord

hoe werk je met dit boek?

1 van atomen tot stoffen

2 reacties en reactieomstandigheden

3 zuur-basereacties

4 redoxreacties

5 koolstofchemie

6 chemie van het leven (biochemie)

7 industriĂŤle chemie en milieu

8 analysemethoden

9 vaardigheden

trefwoordenregister

overzicht van formules en namen

VW.indd 5

104

4/06/15 11:08

begrippen en relaties

Van atomen tot stoffen atomen microniveau opgebouwd uit

 atoomkern centrum van het atoom, bevat vrijwel de gehele atoommassa  protonen massa 1 u; aantal protonen bepaalt de atoomsoort begrippen  atoomnummer

is gelijk aan het aantal protonen  kernlading aantal protonen maal +1e (+1e = lading van één proton)  plaats in het periodiek systeem zie blz. 8  neutronen

massa 1 u; aantal neutronen ligt voor bepaalde atoomsoort niet vast: elke atoomsoort heeft meerdere isotopen  elektronenwolk kenmerken  afmeting

is veel groter dan die van de atoomkern is aantal elektronen maal -1e (-1e = lading van één elektron)  massa is zeer klein, elektronen zijn veel lichter dan protonen en neutronen  lading

bestaat uit  elektronenschillen

met maximaal 2n2 elektronen, waarbij n = nummer van de schil

eerste drie van zeven schillen volgens toenemende (elektronen)energie

= eerste (kleinste) schil met maximaal 2 × 12 = 2 elektronen 2  L-schil = tweede schil met maximaal 2 ∙ 2 = 8 elektronen 2  M-schil = derde schil met maximaal 2 ∙ 3 = 18 elektronen (eerst vulling tot 8)

 K-schil

onderscheid tussen  binnenschillen

lage (potentiële) energie; spelen geen rol bij reacties schil hierin zitten de valentie-elektronen, die betrokken zijn bij chemische reacties

 buitenste

algemeen geldt

 elk atoom is neutraal want aantal elektronen = aantal protonen en hun ladingen zijn even groot maar tegengesteld van teken massabegrippen

 massagetal van atoom aantal protonen plus neutronen in atoom; massagetal  weergave bij atoomsoort atoomnummmer Element

p+n pX

 andere notatie

meestal bij isotopen: X(p+n), bv. Cl-35 en Cl-37  atomaire massa-eenheid u 1 u = 1,66 ∙ 10-27 kg massa H atoom ≅ massa proton ≅ massa neutron ≅ 1 u  atoommassa A gemiddelde massa van alle atomen van een atoomsoort (in u)  relatieve atoommassa Ar atoommassa zonder eenheid u

H01.indd 6

03-06-15 14:25

toelichting

atoommodel van

19 F 9

valentie-elektron

proton

elektronenschil

neutron kern met massagetal 19

elektron

elektronenomringing van atomen Bij een fluoratoom (zie boven) is de K-schil opgevuld met 2 elektronen en de L-schil bevat 7 elektronen. De L-schil kan maximaal 8 elektronen bevatten. Een atoom van het edelgas Ne bezit twee gevulde schillen: 2 elektronen in de K-schil en 8 elektronen in de L-schil. 23 Zo’n elektronenomringing (edelgasomringing) is erg stabiel (zie blz. 9). Een atoom 11 Na heeft 20 een elektron meer dan 10 Ne en dat zit in de M-schil. Bij 8 elektronen in de M-schil is opnieuw sprake van een edelgas (argon). lading van elektron en proton De kleinst mogelijke negatieve lading die bestaat, is die van een elektron: -1 e De kleinst mogelijke positieve lading die bestaat, is die van een proton: +1 e Voor omrekening naar de eenheid Coulomb geldt: 1 e = 1,6 ∙ 10–19 C isotopen zijn atomen met hetzelfde atoomnummer, maar met een verschillend massagetal U en radioactief 235 U .1) (evenveel protonen, verschillend aantal neutronen), zoals 238 92 92 atoommassa De atoommassa is de gemiddelde massa (in eenheden u) van alle atomen die in de natuur van een atoomsoort voorkomen. Omdat de belangrijkste isotopen van chloor, Cl-35 en Cl-37, in de natuur voorkomen in een verhouding van 3 : 1, is de atoommassa niet 36 u maar 35,5 u. samenstelling van deeltjes voorbeelden (vier atomen en het ion S2-) 1 1H

32 16 S

32 2 − 16 S

235 92 U

238 92 U

aantal protonen

aantal neutronen

1-1=0

32 - 16 = 16

235 - 92 = 143

238 - 92 = 146

aantal elektronen

16 + 2 = 18

lading van deeltje

-2 e

massa van deeltje

32 u

235 u

238 u

1) Van veel zware metalen bestaan isotopen met een instabiele atoomkern. Zij zenden radioactieve straling uit. Binas: massa u, lading e (7); atoomnummer, massagetal, isotopen (25A); (relatieve) atoommassa (40A en 99)

H01.indd 7

03-06-15 14:25

begrippen en relaties van atomen tot stoffen

periodiek systeem der elementen (p.s.) met zeven perioden en 18 groepen overzicht

3-12

3Li

4Be

10Ne

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21-30

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39-48

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

57-70

71-80

81Tl

82Pb

83Bi

84Po

85At

86Rn

87Fr

88Ra

89-102

103-...

groep

2He

periode

= metaal

= niet-metaal

twee soorten atomen

 metalen ongeveer 80 van alle atoomsoorten (elementen) zijn metalen  niet-metalen ongeveer 20 atoomsoorten (rechtsboven in het p.s.) waaronder  halogenen  edelgassen

5 verwante atoomsoorten uit groep 17 die gemakkelijk reageren 6 atoomsoorten uit groep 18 die nergens mee reageren

drie soorten bindingen

 metaalatoom met niet-metaalatoom ⇒ ionbinding elektrische aantrekking van ionen, waardoor (op macroniveau) een zout wordt gevormd met een ionrooster  niet-metaalatomen onderling ⇒ atoombinding binding door gedeelde elektronenparen, waardoor (op macroniveau) een moleculaire stof ontstaat (bv. O2 en CH4) of een stof met een atoomrooster (bv. C en SiO2)  metaalatomen onderling ⇒ metaalbinding binding door zwervende elektronen, waardoor (op macroniveau) een metaal met een metaalrooster ontstaat

H01.indd 8

03-06-15 14:25

toelichting

periodiek systeem (der elementen) is de rangschikking van alle bekende atoomsoorten (elementen) volgens opklimmend atoomnummer met 7 (horizontale) perioden en 18 (verticale) groepen. Deze ordening is zodanig dat elementen met overeenkomstige eigenschappen onder elkaar staan. Deze eigenschappen hangen samen met het aantal elektronenschillen en het aantal elektronen in de buitenste schil (valentie-elektronen). Het aantal protonen bepaalt de plaats in het periodiek systeem. Met een toenemend atoom nummer neemt (in bijna alle gevallen) ook de atoommassa toe. periode is een horizontale rij in het periodiek systeem met oplopend atoomnummer. Het nummer van de periode komt overeen met het aantal schillen dat in gebruik is. groep is de verticale groep van atoomsoorten in het periodiek systeem die verwante eigenschappen vertonen. Het aantal valentie-elektronen van de atoomsoorten uit de groepen 1 en 2 is gelijk aan het nummer van de groep. Het aantal valentie-elektronen van de elementen uit de groepen 13 t/m 18 is gelijk aan het nummer van de groep minus 10. metalen reactiviteit De metalen uit de groepen 1 en 2 reageren heftiger dan de overige metalen. Binnen een groep reageren metalen van boven naar beneden steeds heftiger. Kalium (K) reageert dus heftiger dan lithium (Li) en barium (Ba) reageert veel heftiger dan magnesium (Mg). halogenen vormen groep 17 in het periodiek systeem De belangrijkste halogenen zijn fluor , chloor , broom en jood. Van boven naar beneden reageren de halogenen (net als de andere niet-metalen) minder heftig: fluor reageert dus veel heftiger dan jood. edelgassen vormen groep 18 in het periodiek systeem De belangrijkste edelgassen zijn: helium (He), neon (Ne) en argon (Ar). Zij hebben 8 elektronen in de buitenste schil (behalve helium). Atomen van edelgassen reageren nergens mee. octetregel geeft aan dat de stabiele elektronenomringing die bij de edelgassen optreedt, gekenmerkt wordt door 8 elektronen in de buitenste schil. Een uitzondering hierop is helium, omdat daar de buitenste (K)schil slechts 2 elektronen kan bevatten. Atoomsoorten die dicht bij de edelgassen staan, kunnen ook zo’n edelgasomringing 1) krijgen: - metalen door afgifte van elektronen, bv. Mg2+ heeft 8 elektronen in L-schil net als neon (Ne). - niet-metalen door opname van elektronen, bv. S2– heeft 8 elektronen in M-schil net als argon (Ar). - niet-metalen door delen van elektronen, bv. twee waterstofatomen met elk 1 elektron vormen een molecuul H2 met in totaal 2 elektronen (zoals het He atoom): H . + . H → H– H

1) Het woord edelgasomringing hoef je niet te kennen. Zie blz 6. Binas: periodiek systeem der elementen (99)

H01.indd 9

03-06-15 14:25

begrippen en relaties van atomen tot stoffen

ionen microniveau  positieve ionen deeltjes die minder elektronen dan protonen bevatten  enkelvoudig ion metaalion; genoemd naar de metaalsoort + 2+ 3+  ionen met een vaste elektrovalentie bv. Li , Ca en Al (zie bijlage achterin)  ionen met meerdere elektrovalenties dus verschillende ionladingen + 2+  1+/2+ Hg , kwik(I)ion en Hg , kwik(II)ion + 3+  1+/3+ Au , goud(I)ion en Au , goud(III)ion 2+ 3+  2+/3+ Fe , ijzer(II)ion en Fe , ijzer(III)ion 2+ 4+ 2+ 4+  2+/4+ Pb , lood(II)ion en Pb , lood(IV)ion; Sn , tin(II)ion en Sn , tin(IV)ion 3+ 6+  3+/6+ U , uraan(III)ion en U , uraan(VI)ion  samengesteld ion groepje niet-metaalatomen met positieve lading H3O+ (oxoniumion); NH4+ (ammoniumion)  negatieve ionen deeltjes die meer elektronen dan protonen bevatten  enkelvoudig ion niet-metaalatoom dat negatieve lading heeft gekregen 2–  naam eindigt op ‘ide’ bv. Cl (chloride) en S (sulfide);  samengesteld ion groepje niet-metaalatomen, waaronder altijd een aantal zuurstofatomen, met negatieve lading 2 naam eindigt op ‘aat’ bij het grootst aantal O atomen, bv. bij SO4 (sulfaat) 2 naam eindigt op ‘iet’ bij een O atoom minder, bv. bij SO3 (sulfiet)  1+

moleculen microniveau kenmerken

 atoomgroepjes met vaste samenstelling de molecuulsamenstelling bepaalt de stof  bestaan uitsluitend uit niet-metaalatomen meerderheid van alle moleculen bevat koolstof  molecuulmassa som van atoommassa’s in een molecuul (in u)  bevatten atoombindingen atomen zijn aan elkaar gebonden door gemeenschappelijke elektronenparen waarvan elk atoom een elektron levert  gewone atoombinding geen ladingsverschil tussen de atomen; bv. in Cl2  polaire atoombinding met klein ladingsverschil tussen twee atomen; bv. O – H en C=O  vast aantal bindingen voor elke atoomsoort dit is de covalentie; deze is voor atoomsoorten binnen één groep (in p.s.) gelijk; vuistregel: covalentie + groepsnummer = 18  covalentie 1 bij H, F, Cl, Br en I (H en 17e groep), bv. in H–Br  covalentie 2 bij O en S (16e groep), bv. in O=O en H–S–H  covalentie 3 bij N en P (15e groep), bv. in NH3 en PCl3  covalentie 4 bij C en Si (14e groep), bv. in CH4 en SiF4  zwakke bindingen tussen moleculen zwakker dan atoom-, metaal- en ionbinding  vanderwaalsbinding of molecuulbinding tussen alle moleculen  dipool-dipoolbinding tussen dipoolmoleculen (hierin komt een ladingsverdeling van d+ en d-, veroorzaakt door polaire bindingen)  waterstofbrug tussen moleculen met O - H of N - H groepen; sterker dan vorige twee bindingen

1) voor ladingen, formules en namen: zie bijlage achterin

H01.indd 10

03-06-15 14:25

toelichting

vorming van ionen met behulp van de octetregel De lading van de ionen van metalen uit groep 1 van het p.s. is 1+, omdat zij het enkele elektron in hun buitenste schil kunnen afstaan. Voorbeelden: Na+ en K+ De lading van de ionen van metalen uit groep 2 van het p.s. is 2+, omdat zij beide elektronen in hun buitenste schil kunnen afstaan. Voorbeelden: Mg2+, Ca2+ en Ba2+ De lading van de ionen van metalen uit groep 13 van het p.s. is 3+, omdat zij de drie elektronen in hun buitenste schil kunnen afstaan. Voorbeeld: Al3+ De lading van de ionen van niet-metalen uit groep 17 van het p.s. is 1-, omdat zij nog een elektron in hun buitenste schil kunnen opnemen (van 7 naar 8). Voorbeelden: F– , Cl– , Br– , I– De lading van de ionen van niet-metalen uit groep 16 van het p.s. is 2-, omdat zij nog twee elektronen in hun buitenste schil kunnen opnemen (van 6 naar 8). Voorbeelden: O2– en S2– ionmassa (in u) is van alle enkelvoudige ionen gelijk aan de atoommassa, omdat de massa van (enkele) elektronen zoveel kleiner is dan die van de atoomkern. De ionmassa van samengestelde ionen is gelijk aan de massa van het groepje atomen. vorming van moleculen met behulp van octetregel

Cl H

•S•

•• ••

•• •• •

•H

P H•

H S H ••

lewisstructuur:

Cl •

•• • •••

vorming elektronenparen:

•H

Si H•

• • ••P • H

••

atoomsoort uit 3e periode bindt H

••P

•H • H

H•

• • • Si •

•H • H

•

dipoolmolecuul is molecuul met een of meer polaire atoombindingen, waarbij het centrum van + lading niet samenvalt met het centrum van – lading. F vergelijk H2: H H Voorbeeld: In HF trekt F harder aan de elektronen dan H: H d+

d–

apolair

De zwakke binding die ontstaat tussen twee dipoolmoleculen heet dipool-dipoolbinding of dipool-dipoolinteractie. vanderwaalsbinding ook wel ‘molecuulbinding’; zwakke binding die tussen alle moleculen voorkomt. Deze binding is sterker naarmate de moleculen een grotere massa hebben. waterstofbrug treedt op bij moleculen met O – H en N – H bindingen. De wisselwerking tussen H (d +) en een O of N atoom (d –) van een naburig molecuul is sterker dan de vanderwaalsbinding. Voorbeeld: Methanolmoleculen blijven bij kamertemperatuur bijeen t.g.v. waterstofbruggen (I I I I I) ⇒ methanol (CH3OH) is vloeibaar, terwijl propaan (C3H8) met zwaardere moleculen dan gasvormig is.

H H H C O H

H O C H H H

O C H H

Binas: enkele formules en hun namen (66B)

H01.indd 11

03-06-15 14:25

begrippen en relaties van atomen tot stoffen

formules van moleculen  molecuulformule geeft het aantal van elke atoomsoort in een molecuul, bv. H2O2  structuurformule geeft weer welke atomen door atoombindingen verbonden zijn, bv. H O O H  lewisstructuur structuurformule waarin ook vrije elektronen(paren) zijn weergegeven, bv. H O O H ruimtelijke bouw van moleculen wordt beschreven met

 VSEPR theorie Valentie-Schil-Elektronen-Paar-Repulsie theorie  maximale afstoting van atoombindingen en vrije elektronenparen van de atomen in een molecuul of samengesteld ion daarbij geldt  afstoting

is afhankelijk van type atoombinding bv. C–Cl > C–H en C=C > C–H door vrije elektronenpaar verschilt van die door atoombindingen  ruimtelijke structuur wordt bepaald door de afstoting  afstoting

drie basisstructuren (zie ook omringingsgetal hieronder)  tetraëder

met centraal atoom in het midden; ideale tetraëder bij CCl4 met bindingshoek van 109,50  platte driehoek met centraal atoom in het midden; gelijkzijdige driehoek bij SO3 met bindingshoek van 1200 0  gestrekte structuur per definitie een bindingshoek van 180  omringingsgetal is aantal richtingen (in de ruimte) waar zich elektronen bevinden, als atoombindingen of als vrije elektronenparen  2-omringing ⇒ gestrekte structuur ⇒ bindingshoek van 1800, bv. bij O=C=O  3-omringing ⇒ platte driehoek ⇒ bindingshoek ongeveer 1200, bv. bij C2H4  4-omringing of omringingsgetal = 4 ⇒ tetraëder ⇒ bindingshoek ongeveer 1090 ; maar kan door verschil in afstoting sterk afwijken (bv. bij H2S gelijk aan 92,10)

H01.indd 12

03-06-15 14:25

toelichting

structuurformule uit molecuulformule met behulp van covalenties Br2 ⇒ Br-Br O2 ⇒ O=O N2 ⇒ N≡N C2H2 ⇒ H-C≡C-H CO2 ⇒ O=C=O H

H H H H C C2H6O ⇒ H C C O H of H C O C H

C2H4 ⇒ C H

H H

H O H NH2CONH2 ⇒ H N C N H

lewisstructuur uit structuurformule met behulp van octetregel Br Br

Br Br

H H

O O

N N

O O

H H

H C C O H H H

H C C O H

N N

O C O

H O H

H N C N H

H H

ruimtelijke bouw uit lewisstructuur met behulp van VSEPR 2-omringing (rond C atoom)

zonder vrije elektronenparen

H C C H

vrije elektronenparen bij O

O C O

3-omringing (rond C en O)

zonder vrije elektronenparen

H H C C

H H H

H vrije elektronenparen bij O

H H C O

H H 1)

4-omringing (rond C, N en O)

zonder vrije elektronenparen

H H H H C H

H 1 vrij elektronenpaar bij N; 2 vrije elektronenparen bij O

109,5o

H H H N H

N H

106,7o

H O H H

104,5o

1) Er is tetraëdische omringing, waarbij afstoting van atoombindingen verschilt van die van vrije elektronenparen.

H01.indd 13

03-06-15 14:25

begrippen en relaties van atomen tot stoffen

stoffen macroniveau  zouten opgebouwd uit  positieve en negatieve ionen

vormen een regelmatig ionrooster

gebonden door  ionbinding

elektrische aantrekking tussen tegengesteld geladen deeltjes

naamgeving  naam positief ion + naam negatief ion

bv. NH4NO3 heet ammoniumnitraat  moleculaire stoffen opgebouwd uit moleculen, variërend van zeer eenvoudig (zie hieronder) tot ingewikkeld (bv. eiwitmoleculen, zie hoofdstuk 6)  sommige niet-ontleedbare stoffen of elementen  waterstof

zeer brandbaar (explosief) gas; formule: H2(g) onmisbaar voor leven; formule: O2(g)  stikstof hoofdbestanddeel van lucht; formule: N2(g)  halogenen stoffen uit groep 17 van het p.s.: F2(g), Cl2(g), Br2(l) en I2(s)  oxiden van niet-metalen bevatten naast zuurstof nog één ander niet-metaal  water meest voorkomende stof op aarde; formule: H2O(l)  waterstofperoxide ontsmettings- en bleekmiddel; formule: H2O2(l)  koolstofdioxide veroorzaakt broeikaseffect; formule: CO2(g)  koolstofmono-oxide ontstaat bij onvolledige verbranding; formule: CO(g)  zwaveldioxide veroorzaakt zure depositie (‘zure regen’); formule: SO2(g)  zwaveltrioxide formule: SO3(g)  stikstofmono-oxide formule: NO(g)  stikstofdioxide formule: NO2(g); ook stikstofoxiden veroorzaken zure depositie  zuren stoffen die een H+ ion (proton) kunnen afstaan (zie blz. 34)  waterstofchloride formule: HCl(g)  salpeterzuur formule: HNO3(l)  zwavelzuur formule: H2SO4(l)  fosforzuur formule: H3PO4(s)  ethaanzuur (azijnzuur) formule: CH3COOH(l)  sommige basen belangrijkste: ammoniak (NH3), grondstof voor chemische industrie  koolstofverbindingen zie hoofdstuk 5  metalen opgebouwd uit metaalatomen die een metaalrooster vormen  zuurstof

eigenschappen  glanzend uiterlijk  vervormbaar

door walsen, gieten, persen van elektriciteit en warmte  smeltpunt vaak hoog uitzondering kwik, Hg(l)  goed onderling mengbaar tot legeringen, bv. brons en soldeer  verschillen in reactiviteit onedel = wel reagerend; edel = niet reagerend e e  zeer onedele metalen Li, Na, K, Mg, Ca, Ba (uit 1 en 2 groep van p.s.) en U  onedele metalen Al, Sn, Pb, Fe, Co, Ni, Zn, Mn, Cd, Cr  halfedele metalen Cu, Hg  edele metalen Ag, Au, Pt  geleiding

H01.indd 14

03-06-15 14:25

toelichting

zouten zijn verbindingen die zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. Zouten zijn vaste stoffen, meestal kleurloos of wit. Kleuren worden veroorzaakt door bepaalde ionen, meestal de positieve (metaal)ionen. Zo zijn koperzouten meestal blauw. naamgeving zouten De naam van een zout bestaat uit de naam van het positieve ion gevolgd door de naam van het negatieve ion. Als er meerdere ionen van een metaal bestaan, wordt de (positieve) lading aangegeven met een Romeins cijfer. Voorbeeld: lood(II)sulfaat en lood(IV)sulfaat verhoudingsformule formule van zouten Formule die aangeeft in welke verhouding positieve en negatieve ionen in een bepaald zout voorkomen. Zouten zijn ongeladen; de positieve en negatieve ladingen heffen elkaar dus op. voorbeelden: - ijzer(II)oxide: FeO; ijzer(III)oxide: Fe2O3 ; calciumfosfaat: Ca3(PO4)2 - In Pb3(OH)2(CO3)2 komt (driemaal) Pb2+ voor, want de andere ionen zijn OH – en CO32–, met een gezamenlijke lading van 6 –. kristalwater en (zout)hydraten Bij sommige zouten passen een bepaald aantal watermoleculen in de ruimte tussen de positieve en negatieve ionen. Dit door het zout opgenomen water noemt men kristalwater. Een zout dat kristalwater bevat, noemt men een (zout)hydraat. Bij verwarming van het zout ontwijkt het kristalwater. Voorbeeld: Watervrij kopersulfaat, CuSO4, is wit; door het opnemen van water ontstaat blauw kopersulfaathydraat, CuSO4 . 5H2O. moleculaire stoffen en aggregatietoestanden (of fasen) Door de zwakke vanderwaalsbinding tussen moleculen zijn de meeste stoffen met kleinere moleculen gasvormig (bv. O2 en NH3) of vloeibaar (bv. H2O en alcohol, C2H6O). De stoffen met grote moleculen, zoals suikermoleculen, zijn meestal vast. De aggregatietoestand of fase van een stof geven we aan met de volgende toestands aanduidingen: (s) = vast (van solid); (l) = vloeibaar (van liquid) en (g) = gasvormig

ch ti

rijp

vlu

ren

ver

e mp

nse de

ver

ge n

g con

faseovergangen1) overzicht Hiernaast zijn alle mogelijke faseovergangen weergegeven. Bij het verdampen van water, weergegeven als H2O(l) → H2O(g), worden (op microniveau) vanderwaalsbindingen en waterstofbruggen tussen de watermoleculen verbroken. Bij smelten van ijs, H2O(s) → H2O(l), gebeurt dat maar gedeeltelijk.

stollen

smelten

naamgeving van moleculaire stoffen2) voor koolstofverbindingen zie hoofdstuk 3 Elke atoomsoort wordt vermeld met het aantal atomen. Dit aantal wordt als voorvoegsel weergegeven met een Grieks telwoord (mono wordt aan het begin van de naam weggelaten). voorbeelden: CO koolstofmono-oxide; SO2 zwaveldioxide; N2O4 distikstoftetraoxide 1) De namen rijpen en vervluchtigen hoef je niet te kennen.

2) Zie voor overige namen bijlage achterin.

Binas: toestandsaanduidingen (38A); voorbeelden van hydraten (45B)

H01.indd 15

03-06-15 14:25

Bundels voor al je vakken bestel je op

vwo wiskunde B

vwo Engels

vwo wiskunde C

vwo Frans

vwo aardrijkskunde

vwo Nederlands

vwo economie

vwo biologie

vwo geschiedenis

vwo natuurkunde

vwo m&o

vwo scheikunde

vwo maatschappijwetenschappen

vwo wiskunde A

www.samengevat.nl

samengevat

www.examenbundels.nl

vwo

examenbundel + samengevat = jouw succesformule

scheikunde

samengevat

Engels in de praktijk

vwo natuurkunde

Duits in de praktijk

vwo scheikunde

Frans in de praktijk

vwo wiskunde A

Engels/Duits/Frans in de praktijk zijn theorieboekjes die geworteld zijn in de praktijk. Met een compacte uitleg van grammatica en vele voorbeeldzinnen.

vwo wiskunde B

vwo geschiedenis

• • SLU I

vwo m&o

LE VOL DIG VERN IE

EXAMEWD N P RO G R

A MM A

•••••• 9789006078787_SG_vSch_OS.indd 1

N OP •

vwo economie

vwo aardrijkskunde

••

vwo wiskunde C

••

vwo biologie

Meer kans van slagen met Samengevat! Samengevat biedt je een helder en beknopt overzicht van alle examenstof.

scheikunde

- schematisch overzicht van alle examenstof - beknopte en heldere uitleg - snel en overzichtelijk door te nemen en te herhalen - het perfecte uittreksel

10/04/17 11:18